基于云平臺網(wǎng)絡教學資源共享與交互式教學應用研究

廖年冬

摘要：我國教育信息化建設已經(jīng)取得飛速發(fā)展，本文開展了基于云平臺網(wǎng)絡教學資源共享與交互式教學應用研究，重點解決了大多數(shù)網(wǎng)絡教學資源組織效率差、利用率低，課堂教學環(huán)節(jié)交互性差、難以有效管控和評測學生學習效果兩類問題。該研究推動了大學教育教與學方式的變革，改變高校從教師為中心到學生為中心的教學模式的轉(zhuǎn)變，在實踐中取得了較好的效果。

關鍵詞：網(wǎng)絡資源共享；云計算；交互性教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）30-0238-03

當前，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”為核心的革命浪潮興起，推動著新興互聯(lián)網(wǎng)信息技術與傳統(tǒng)行業(yè)的深度融合。云計算作為一種使計算能力可以作為一種商品進行流通的新型技術，被越來越多地應用于各個項目中，為當前教育資源總體缺乏且分布不均的現(xiàn)狀提供了一種優(yōu)化資源的選擇，“教育云”在教育界被越來越多地得到應用和推廣。

一、網(wǎng)絡教學資源和平臺國內(nèi)外現(xiàn)狀

高校教學資源主要包括優(yōu)質(zhì)課程資源、網(wǎng)絡課程資源、教學硬件設施資源、圖書文獻及電子信息資源等。隨著信息化技術的發(fā)展，高校的教學資源數(shù)量呈幾何級數(shù)增長，嚴重制約高校的教學和管理。

在國內(nèi)方面，截至2009年底，上海市46所高校中，有44所學校將“精品課程”作為重要的網(wǎng)絡教學資源，有28所已經(jīng)構建了網(wǎng)絡教學平臺[1]。截至2014年6月，優(yōu)慕課公司在全國250多所高校利用在線教育綜合平臺建設網(wǎng)絡課程70萬門，累計訪問量24億人次[2]。另外，國內(nèi)一些企業(yè)也積極建設了一些網(wǎng)絡開放教學平臺，如百度教育[3]、網(wǎng)易公開課[4]、中國大學MOOC[5]。

在國外方面，典型的共享信息平臺有世界上信息量最大、點擊量最大的美國教育資源信息中心（ERIC）[6]和美國麻省理工學院免費公開課程項目[7]。另外，Google、IBM以及EMC等云計算廠商在美國大學校園及全球推廣云計算計劃，通過云計算降低分布式計算技術在學術研究方面的成本，學生可以通過網(wǎng)絡開發(fā)各項以大規(guī)模計算為基礎的研究，如：東非“健康聯(lián)盟”云計算項目通過虛擬計算實驗室拓展可供學生遠程訪問的教學資源。

二、已有網(wǎng)絡資源存在問題分析

從前面可以看出，國內(nèi)外在網(wǎng)絡教學資源建設上已經(jīng)取得了不少的成績，也推出了多種不同的學習、教學模式，如MOOC、微課、精品課程等，但仍然還是有很多沒有解決的問題，這些問題主要體現(xiàn)為：

1.未充分調(diào)動師生積極性。很多教學平臺設計功能復雜，追求大而全，導致很多老師和學生使用不方便或者操作流程復雜，打擊了老師和學生使用平臺的積極性。另外，平臺有些功能未能滿足教學要求，如在線批閱學生作業(yè)，很多平臺只是提供文檔上傳功能，不具備在線批閱功能。

2.網(wǎng)絡教學資源未與課堂教學實時同步。部分高校老師會按照學校要求上傳教學日歷、教學大綱、教學課件等資料。但當網(wǎng)絡資料上傳后就很少更新，也不及時跟蹤學生學習網(wǎng)絡資源狀況，這樣導致網(wǎng)絡教學資源僅僅是靜態(tài)展示庫，網(wǎng)絡教學的應用無法落到實處。

3.現(xiàn)有網(wǎng)絡教學資源平臺無法實現(xiàn)個性化定制?，F(xiàn)有網(wǎng)絡教學資源平臺基本上可以滿足資源上傳、下載功能，但無法實現(xiàn)虛擬仿真實驗模板定制、學生作業(yè)抄襲管理和遠程多種平臺實時訪問和管理等功能。這嚴重制約了課程交互式教學。

4.現(xiàn)有平臺難以支持大容量數(shù)據(jù)存儲、傳輸和訪問?，F(xiàn)有網(wǎng)絡教學平臺普遍難以提供1GB以上文件上傳、共享訪問服務，有的雖然支持大文件上傳，但傳輸時間也很長，而很多教學資源依賴視頻教學，導致網(wǎng)絡教學一些重要資料不能夠及時提供給學生，影響了網(wǎng)絡教學效果。

三、云計算技術推動教育信息化的優(yōu)勢

云計算結(jié)合了分布式計算和網(wǎng)格計算的特點，以租借的形式為用戶提供按需共享服務，極大地提高了資源的利用率，解決了異構、同構環(huán)境下軟硬件資源管理的問題，且資源可以按需進行動態(tài)擴展和配置。

2009年我國于上海舉辦了第一屆“云計算輔助教學高級培訓”，其目的也在于逐步推進云計算輔助教學在我國各級各類學校中的應用[8]。云計算技術推動教育信息化的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面：

1.實現(xiàn)資源共享，滿足未來發(fā)展需求。云計算可以整合教育資源，將以往孤立的優(yōu)質(zhì)教育資源集中整合于“云端”，形成一個海量的資源池。

2.降低教育成本，節(jié)省資源。云計算對用戶接入配置要求很低，用戶只需要有寬帶云計算接入接口就能正常工作，無須投入大量資金購買相關硬件；云服務可以提供定制服務，常用軟件在云端都可以集中提供。

3.充分激發(fā)出學生學習的主動性。云計算具有強大的互動功能，學生在云+端“交互式”學習中，完全實現(xiàn)了自主學習。教師也從學習的推動者真正轉(zhuǎn)換為學習的引導者，通過觀察學生的學習情況，對學生進行指導。

4.提供了靈活、多變的教學手段。桌面云解決了師生交互、資源上傳、作業(yè)提交、課堂在線考試等問題。服務器云解決了軟硬件虛擬化、考試服務器系統(tǒng)部署、辦公自動化等功能，通過網(wǎng)絡，師生都可以隨時、隨地學習。

四、我院在云平臺教學實踐的改革

2013年，我校利用中央與地方共建高等學校專項資金500萬元建設了一個H3C私有云實驗室。學院為每一位老師配置了2G內(nèi)存、500GB硬盤、3.0GB主頻CPU虛擬計算機一臺，也為全院將近2000名學生每人配置了4G內(nèi)存、200GB、3.0GB主頻虛擬計算機一臺。

為了能夠充分發(fā)揮云平臺在教學方面的作業(yè)，學院主要從以下幾個方面進行了重點建設：

1.充分利用云硬件資源，優(yōu)化教學條件。我院計算機中心除了承擔本院學生日常的教學任務外，還承擔了全校所有公共課（如高等數(shù)學、馬克思原理）、計算機等級考試、全校英語聽力教學等內(nèi)容。以前學院每年都需要投入大量資金購置新電腦，現(xiàn)在已經(jīng)將這些功能全部移植到云虛擬計算機上。

2.充分利用云平臺存儲功能，構建覆蓋全院師生的專業(yè)課共享資源體系。學院要求每一位老師必須將課程教學資料（如教學日歷、教學大綱、教學實施方案、教學課件、教學實驗、作業(yè)、輔助資料等）全部上傳到云平臺，學生可以隨時查看、下載學習。云平臺教學資源庫如圖1所示，該資源庫的建立很好地解決了以往網(wǎng)絡教學平臺資源單一、難以相互共享訪問、查詢不方便等問題。

3.準備構建云虛擬仿真實驗教學中心。隨著信息化深入到教學的各個方面，教學模式也在發(fā)生轉(zhuǎn)變，比如學生需要個性化電腦桌面環(huán)境以滿足多元化的實驗學習，教師在正常教學過程中需要在多種教學環(huán)境快速切換，而傳統(tǒng)的分散式管理已無法滿足定制化、快速化的教學需求，利用云桌面完全可以滿足這種需求，打造“沒有圍墻的大學”，滿足現(xiàn)代大學生利用互聯(lián)網(wǎng)自由學習的需求。

五、創(chuàng)新型的交互式課堂教學探索

在學院提供云平臺教學條件下，筆者選取了“無線網(wǎng)絡技術”、“Linux編程技術”兩門課程進行了交互式課堂教學模式探索。具體的實施步驟如下：

1.建立網(wǎng)絡課程教學資源。教學日歷和教學大綱：提供詳盡的教學日歷和教學大綱，讓學生及時了解課程的教學內(nèi)容、教學實施模式、進度安排等。

電子教案：提供授課電子教案，供學生和其他教師參考。

重點講授：以視頻錄像形式講解課程中的重點和難點問題。

討論交流：根據(jù)教學進度和實施效果，設立討論議題，就重點和難點問題進行討論和交流。

相關資源：提供其他豐富多彩的圖片、動畫、音頻和視頻等多媒體資源和素材，豐富教學內(nèi)容。

作業(yè)：每門課布置5～10次作業(yè)，作業(yè)安排具體、翔實，給出評分細則和每次提交截至時間。

實驗：提供實驗操作手冊，實驗安排、實驗要求、實驗報告撰寫規(guī)范等。

考試自測：每一章都提供了大量的練習題和自測題，學生可以就所學內(nèi)容進行練習和自我測試。

云虛擬桌面：每個學生都能夠啟動自身的虛擬桌面云，在云桌面中完成課程相關實驗、測試和程序編寫。

2.課程的教學組織形式改革。筆者依托云平臺條件深入研究和探索課程教學組織形式改革，設計的主要教學形式包括：（1）指定時間，集中分組技能訓練，學生必須在規(guī)定時間內(nèi)在各自的虛擬機上操作使用教學資源和教學實踐訓練。（2）安排機動時間，由學生自己通過移動互動平臺預約，進行個別技能自主訓練。（3）布置課外作業(yè)，每堂課的內(nèi)容講解只是占學生課堂教學很少的部分，學生必須通過平臺預習、查詢相關文獻、課后獨立完成所布置作業(yè)。（4）開展專業(yè)動手能力考核，平臺建立專門的課程測試工程，每一門課設計4～5個工程，工程題目以學生動手操作為主。學生根據(jù)教學進度，提交工程報告、源程序、測試報告和總結(jié)報告等。（5）建立相應課程的云虛擬桌面模板，如WindowsXP基礎模板、Windows程序設計模板、Linux編程模板等，學生根據(jù)作業(yè)或?qū)嶒炓螅謩舆x擇進入不同模板的虛擬計算機中，完成相應的學習。

3.建立課程有效反饋、跟蹤機制。基于云平臺的網(wǎng)絡教學探索與實踐，筆者和我院老師在實踐中發(fā)現(xiàn)，老師和學生都需要投入大量時間和精力來學習平臺操作使用，教師通過相互交流學習，相互共享核心資源，改進教學方案和實施步驟，同學生建立緊密的協(xié)同學習機制。筆者主要從以下幾個方面建立反饋、跟蹤機制：（1）跟蹤觀察。關注學習平臺的正常使用，對出現(xiàn)的問題進行專題研討，及時解決并提出改良方案。（2）根據(jù)學生動態(tài)反饋需求及時調(diào)整教學資源和任務設置，改進教學模式。（3）關注學生的使用過程，包括作業(yè)完成情況，瀏覽、發(fā)帖、回帖等交流活動，分析學生對專業(yè)知識的建構過程，并對其過程進行及時的反饋和評價。（4）單獨交流。與學生進行個別交流，了解學生的技術能力，培養(yǎng)精英團隊，以精英教育激勵學生的參與和體驗，發(fā)揮模范帶頭作用。

通過運用云桌面+智能終端結(jié)合的教學模式，保障師生之間主動積極的參與以及無障礙的溝通交流、建構知識意義、自主完成學習任務并多維度收集反饋信息的互動方式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新合作精神，增強實踐能力，從而有效促進教學改革、提高教學效果。

4.改革學生成績評價體系。課程成績是當前大學生最關心的問題之一。我校以前課程成績構成固定、單一（必修課：平時成績占20%、期末成績占80%；選修課：平時成績占40%、期末成績占60%）。這種方式存在設置不合理，導致部分學生平時上課不積極、作業(yè)不認真完成、考試作弊。

筆者以云平臺為切入點，首先，實現(xiàn)對學生在課程學習的每一個過程進行有效監(jiān)管，學生作業(yè)、實驗、平時測試等都只能在云虛擬桌面獨立完成，無法抄襲。另外，對課程成績構成體系進行改革，包括平時作業(yè)、出勤、小測驗、工程訓練、實驗、期末考試等，將期末考試比例降到40%，從整個實施效果看，學生學習積極性和能力得到很大提高。

六、結(jié)束語

本文針對云平臺教學資源共享和交互式教學進行了實踐研究，主要發(fā)揮云計算技術服務教學信息化技術優(yōu)勢，顛覆傳統(tǒng)教學模式改革，主要體現(xiàn)在：

1.利用云端豐富多彩的教學資源，激發(fā)學生學習積極性和學習動機，從“要我學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W”。

2.顛覆傳統(tǒng)課程教學流程，從“先教后學”到“先學后教”。傳統(tǒng)課堂教學環(huán)節(jié)是“課堂信息傳遞、課后消化吸收”，而基于云平臺的課堂教學是“課前信息傳遞、課中消化驗收、課后總結(jié)提高”。

3.改變課堂知識教學模式，實現(xiàn)互動教學、可監(jiān)控教學。在云端，老師可以實時監(jiān)控每一位學生的學習動態(tài)，對學生提供學習指導，也可真正杜絕學生抄襲現(xiàn)象發(fā)生。

4.改變以教師為中心的課堂模式，真正實現(xiàn)以學生為中心。在云教學平臺，教師從知識傳授者變成了學習的組織者、指導者；而學生擁有了自己的學習主動性，能夠按自己的步調(diào)自主學習，真正成為整個課堂的主角，真正提高大學課堂教學的效率。

參考文獻：

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[3]百度.在線教育平臺[EB/OL].http：//jiaoyu.baidu.com/.

[4]網(wǎng)易.網(wǎng)易公開課[EB/OL].http：//open.163.com/.

[5]MOOC（慕課）.中國大學MOOC[EB/OL].http：//jiaoyu.baidu.com/.

[6]ERIC.美國教育資源信息中心[EB/OL].http：//eric.ed.gov/.

[7]麻省理工大學.在線網(wǎng)絡課程[EB/OL].http：//ocw.mit.edu/courses/ocw-scholar/.

[8]王慧琳.淺談云計算技術與教育信息化[J].北京城市學院學報，2014，4（122）：51-54.